一種基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，包括（1）根據(jù)工程所在地的實測氣溫，進行天氣情況及氣溫影響分析；（2）根據(jù)實時采集的骨料溫度和骨料砸石溫度監(jiān)測信息，對照規(guī)范指標進行骨料溫度分析；（3）基于實時采集的出機口溫度，對混凝土出機口溫度進行計算；（4）依據(jù)實時采集的入倉溫度和澆筑溫度，對照工程設(shè)計要求對混凝土溫度計算；（5）依據(jù)混凝土內(nèi)部溫度，得到混凝土最高溫度，對照規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求得出符合率，對混凝土溫控效果進行監(jiān)控；（6）基于實時采集的通水冷卻信息，依據(jù)規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求，計算通水冷卻時的混凝土內(nèi)部溫度；（7）依據(jù)以上結(jié)果進行整體溫控效果監(jiān)控與反饋指導。
【專利說明】一種基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利水電工程的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，后果嚴重，影響巨大，而溫度是易導致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要因素，因此，防止混凝土產(chǎn)生裂縫的主要措施是施工過程中各個環(huán)節(jié)中的溫度控制。施工過程中各環(huán)節(jié)的溫度控制好壞與否，直接影響到大體積混凝土整體溫控效果，進而影響到能否產(chǎn)生混凝土裂縫。一般而言，大體積混凝土施工過程中，各環(huán)節(jié)都布置有大量的溫控監(jiān)測儀器，用于監(jiān)測氣溫、骨料溫度、出機口溫度、入倉溫度、澆筑溫度、通水冷卻流量和水溫、混凝土內(nèi)部溫度等。根據(jù)各環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，混凝土溫控效果會如何，是否需要對目前溫控措施進行修改調(diào)整，需快速作出決定。因此，亟需一種快速準確地對大體積混凝土溫度進行監(jiān)控的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，能夠快速準確地對大體積混凝土溫度進行監(jiān)控。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:這種基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，該方法包括以下步驟:
[0005]( I)根據(jù)工程所在地的實測氣溫，進行天氣情況及氣溫影響分析；
[0006](2)根據(jù)實時采集的骨料溫度和骨料砸石溫度監(jiān)測信息，對照規(guī)范指標進行骨料溫度分析；
[0007](3)基于實時采集的出機口溫度，對混凝土出機口溫度進行計算；
[0008](4)依據(jù)實時采集的入倉溫度和澆筑溫度，對照工程設(shè)計要求，對混凝土溫度計算；
[0009]( 5 )依據(jù)混凝土內(nèi)部溫度，得到混凝土最高溫度，對照規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求得出符合率，對混凝土溫控效果進行監(jiān)控；
[0010](6)基于實時采集的通水冷卻信息，依據(jù)規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求，對當前通水條件下可能的混凝土溫控效果進行監(jiān)控，計算通水冷卻時的混凝土內(nèi)部溫度；
[0011](7)依據(jù)步驟(I) - (6)的結(jié)果，進行整體溫控效果監(jiān)控與反饋指導。
[0012]通過本方法能夠確保氣象信息、出機口溫度、澆筑溫度、混凝土內(nèi)部溫度和通水流量及水溫等數(shù)據(jù)的及時性和準確性，且可實時計算各環(huán)節(jié)的設(shè)計技術(shù)指標，進而對比分析，為各環(huán)節(jié)的溫控效果監(jiān)控提供數(shù)據(jù)信息，也為混凝土整體溫控效果監(jiān)控打下基礎(chǔ)，同時也為工程建設(shè)者對溫控措施進行監(jiān)督、整改提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，能夠快速準確地對大體積混凝土溫度進行監(jiān)控?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的混凝土溫控效果監(jiān)控示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的氣溫動態(tài)分析圖；
[0015]圖3為本發(fā)明的水管布置中的幾何關(guān)系；
[0016]圖4為本發(fā)明的當1=丨00時X1曲線；


C
[0017]圖5為本發(fā)明的當& = 100時1曲線；


O
[0018]圖6為本發(fā)明的當1 = 100時Z1曲線；


C
[0019]表1為本發(fā)明的天氣情況及實測氣溫；
[0020]表2為本發(fā)明的骨料溫度統(tǒng)計表；
[0021 ]表3為本發(fā)明的骨料砸石溫度統(tǒng)計表；
[0022]表4為本發(fā)明的出機口混凝土溫度統(tǒng)計表；
[0023]表5為本發(fā)明的混凝土入倉溫度、澆筑溫度檢測表；
`[0024]表6為本發(fā)明的最高溫度統(tǒng)計表；
[0025]表7為本發(fā)明的通水冷卻統(tǒng)計表。
【具體實施方式】
[0026]這種基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，該方法包括以下步驟:
[0027](I)根據(jù)工程所在地的實測氣溫，進行天氣情況及氣溫影響分析；
[0028](2)根據(jù)實時采集的骨料溫度和骨料砸石溫度監(jiān)測信息，對照規(guī)范指標進行骨料溫度分析；
[0029](3)基于實時采集的出機口溫度，對混凝土出機口溫度進行計算；
[0030](4)依據(jù)實時采集的入倉溫度和澆筑溫度，對照工程設(shè)計要求，對混凝土溫度計算；
[0031 ] (5)依據(jù)混凝土內(nèi)部溫度，得到混凝土最高溫度，對照規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求得出符合率，對混凝土溫控效果進行監(jiān)控；
[0032](6)基于實時采集的通水冷卻信息，依據(jù)規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求，對當前通水條件下可能的混凝土溫控效果進行監(jiān)控，計算通水冷卻時的混凝土內(nèi)部溫度；
[0033](7)依據(jù)步驟(1) - (6)的結(jié)果，進行整體溫控效果監(jiān)控與反饋指導。
[0034]通過本方法能夠確保氣象信息、出機口溫度、澆筑溫度、混凝土內(nèi)部溫度和通水流量及水溫等數(shù)據(jù)的及時性和準確性，且可實時計算各環(huán)節(jié)的設(shè)計技術(shù)指標，進而對比分析，為各環(huán)節(jié)的溫控效果監(jiān)控提供數(shù)據(jù)信息，也為混凝土整體溫控效果監(jiān)控打下基礎(chǔ)，同時也為工程建設(shè)者對溫控措施進行監(jiān)督、整改提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，能夠快速準確地對大體積混凝土溫度進行監(jiān)控。
[0035]根據(jù)工程所在地的實測氣溫，進行天氣情況及氣溫影響分析，對混凝土溫控效果可能產(chǎn)生的影響進行初步監(jiān)控，監(jiān)測氣溫變化對混凝土表面可能產(chǎn)生的影響。氣溫變化是引起混凝土裂縫的重要原因，也是計算溫度應力和制定溫控措施的重要依據(jù)，氣溫日變化應力是指由于對于氣溫日變化引起的應力，由于溫度變化局限于表面很淺的一部分，故可按照彈性徐變半無限體分析其應力。優(yōu)選地，步驟(1)中氣溫變化引起的混凝土表面的最大彈性徐變溫度應力按照公式(I)、(2)計算:
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: (1)根據(jù)工程所在地的實測氣溫，進行天氣情況及氣溫影響分析； (2)根據(jù)實時采集的骨料溫度和骨料砸石溫度監(jiān)測信息，對照規(guī)范指標進行骨料溫度分析； (3)基于實時采集的出機口溫度，對混凝土出機口溫度進行計算； (4)依據(jù)實時采集的入倉溫度和澆筑溫度，對照工程設(shè)計要求，對混凝土溫度計算； (5)依據(jù)混凝土內(nèi)部溫度，得到混凝土最高溫度，對照規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求得出符合率，對混凝土溫控效果進行監(jiān)控； (6)基于實時采集的通水冷卻信息，依據(jù)規(guī)范和設(shè)計技術(shù)要求，對當前通水條件下可能的混凝土溫控效果進行監(jiān)控，計算通水冷卻時的混凝土內(nèi)部溫度； (7)依據(jù)步 驟(1)- (6)的結(jié)果，進行整體溫控效果監(jiān)控與反饋指導。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，其特征在于:步驟(1)中氣溫變化引起的混凝土表面的最大彈性徐變溫度應力按照公式(I)、(2)計算:

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，其特征在于:步驟(1)中氣溫變化引起的混凝土表面的最大彈性徐變溫度應力按照公式(I)、(3)、(4)、(5)計算:

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，其特征在于:步驟(3)中出機口溫度按照公式(6)計算:
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，其特征在于:步驟(4)中混凝土入倉溫度按照公式(7)計算:
Ti=T0+(Ta+R/^-T0) X Φ (7) 其中T1為混凝土入倉溫度，單位°C，Ttl為混凝土出機口溫度，單位°C，Ta為混凝土運輸時的氣溫，單位。C，R為太陽輻射熱，單位kj/(m2*h)，β為表面放熱系數(shù)，單位kj.(m2.h.V 1，Φ為運輸過程中溫度回升系數(shù)，混凝土裝、卸和轉(zhuǎn)運時Φ=0.032，混凝土運輸途中Φ=Ατ，τ為運輸及等待時間以分計，A取值為:自卸汽車0.0016-0.0035，吊罐0.0004-0.0007 ； 混凝土澆筑溫度是經(jīng)過平倉、振搗后，覆蓋上坯混凝土前在距混凝土表面IOcm深處的溫度，混凝土澆筑溫度按照公式(8)計算:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，其特征在于:步驟(5)中降溫過程的降溫速率在0.5°C /d以內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，其特征在于:步驟(6)中通水冷卻時的混凝土內(nèi)部溫度按照公式(9)、(10)、(11)計算: Tm=VX1T0 (9) WY1T0 (10) WZ1T0 (11) 其中Tm為沿水管全長L的混凝土平均溫度，單位。C，Tlw為管長I處的水溫，單位。C，Tlm為管長I處的混凝土截面平均溫度，單位。C，Tw為冷卻水初溫，單位。C，T0為混凝土冷卻前的溫度與冷卻水溫之差值，單位。C ,X1 JpZ1為函數(shù)，通過指定圖查算。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的大體積混凝土溫度監(jiān)控方法，其特征在于:步驟(7)中混凝土表面的邊界條件按照公式(13)計算: 又丁 - -Τα?)(13)
改.V=O 表面散熱系數(shù)由公式(14)計算:
【文檔編號】G05D23/00GK103676997SQ201310484856
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】張國新 申請人:中國水利水電科學研究院